고로의 노체 냉각반 긴급 질소 충전 장치(An Emergency Nitrogen Gas Filling Equipment to CoolingPlate of Blast Furnace)

(19)대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(51) 。Int. Cl.7
C21B 7/10
(45) 공고일자
(11) 등록번호
(24) 등록일자
2005년06월28일
10-0496567
2005년06월13일
(21) 출원번호 10-2002-0076064 (65) 공개번호 10-2004-0048267
(22) 출원일자 2002년12월02일 (43) 공개일자 2004년06월07일
(73) 특허권자 주식회사 포스코
경북 포항시 남구 괴동동 1번지
(72) 발명자 송인명
전라남도광양시금호동광양제철소내
김일원
전라남도광양시금호동광양제철소내
정성만
전라남도광양시금호동광양제철소내
(74) 대리인 홍성철
심사관 : 이내영
(54) 고로의 노체 냉각반 긴급 질소 충전 장치
요약
본 발명은 쇳물을 생산하는 용광로의 철피 및 연와에 설치된 냉각반(1)의 파손을 사전에 검지하여 냉각반(1)의 파손시 신
속히 대처하기위한 노체 냉각반 긴급 질소 충진장치에 관한 것으로, 용광로 수명의 관건인 냉각 장치중 핵심부분인 냉각반
파손 조기 발견으로 조치함으로써 용광로의 수명을 연장 시키기는 노체 냉각반 긴급 질소 충상기한 목적을 달성하기 위한
본 발명인 고로의 노체 냉각반 긴급 질소 충전 장치는, 냉각반 급수라인(1f) 및 냉각반 배수라인(1e)과 연결된 냉각수라인
(1x)이 설치되고 질소투입라인(2) 및 질소 배출라인(2g)과 연결된 질소라인(1y)이 설치된 냉각반(1)과, 상기 냉각반(1)
질소투입라인(2)에 설치된 입구측 압력계(2b) 및 질소입구 자동밸브(2a)와, 상기 냉각반(1) 질소배출라인(2g)에 설치된
출구측 압력계(2c) 및 질소 출구 자동밸브(2d)와, 상기 질소투입라인(2)과 연결되며 전단에 압축기 제어밸브(3a)가 설치
된 내화물 압축기(3)와, 상기 입구측 압력계(2b) 및 출구측 압력계(2c)의 압력차를 감지하여 질소 입구 자동 밸브(2a), 질
소출구자동밸브(2d), 압축기제어밸브(3a)를 자동으로 제어하는 제어부(4)로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
대표도
도 4
명세서
도면의 간단한 설명
도 1: 종래의 용광로 냉각 장치의 냉각반설치 측면도
도 2: 종래의 용광로 냉각반 사시도
도 3: 본 발명의 용광로 냉각반 사시도
도 4: 본 발명의 용광로 냉각반 제어구성도
도 5: 본 발명의 플로우도
등록특허 10-0496567
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<도면에 주요 부분에 부여된 부호의 설명>
1. 냉각반 (Cooling Plate) 1a. 냉각반 급수밸브
1b.냉각반 연결단관 1c. 냉각반 배수밸브
1d.냉각수 집수통 1e.냉각반 배수라인
1f.냉각반 급수라인 1x. 냉각수 라인
1y. 질소라인 2. 질소투입라인
2a.질소 입구 자동밸브 2b.입구측 압력계
2c.출구측 압력계 2d.질소 출구 자동밸브
2e.질소입구 차단변 2f.질소출구 차단변
2g. 질소배출라인 3.내화물 압축기
3a.압축기 제어밸브 4.제어부
5.내화물
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 쇳물을 생산하는 용광로의 철피 및 연와에 설치된 냉각반의 파손을 사전에 검지하여 냉각반의 파손시 신속히
대처하기 위한 노체 냉각반 긴급 질소 충진장치에 관한 것으로, 용광로 수명의 관건인 냉각 장치중 핵심부분인 냉각반 파
손을 조기에 발견하여 조치함으로써 용광로의 수명을 연장시키기도록 한 노체 냉각반 긴급 질소 충진장치에 관한것이다.
일반적으로 도 1 및 도 2에서와 같이, 용광로 로체 보호를 위해서 로벽 연와(내화물)(5)와 연와 사이에 동(Couper)으로
된 냉각반(1)이 삽입되고 이 삽입된 냉각반에 냉각수를 통입하여 냉각반 주위의 연와를 로내에서 발생하는 열로부터 내화
물을 보호하게 된다.
이러한 냉각반의 냉각방식은 첫번째 냉각반 급수라인(1f)으로 공급된 냉각수가 두번째 냉각반으로 공급되고 다시 배수된
냉각수는 세번째 냉각반으로 공급된후 냉각반 내부에 설치된 칸막이의 유로를 경유하여 배수라인(1e)을 따라 집수통(1d)
으로 모여져 배수되는 방식이다. 이와 같은 냉각방식은 냉각수가 첫번째 냉각반에 급수하여 둘째, 셋째 냉각반을 거쳐 집
수통에 배수되고 있는 관계로 일정부위의 로내에서 열발생이 많거나 내화물이 마모가 될 경우에는 그쪽 부위의 냉각반에
서 배수되는 냉각수에 함유된 다량의 기포현상과 증기와 냉각반 파손으로 침투된 용광로 가스 및 고온의 냉각수가 배수되
기 때문에 로체의 냉각반이 열부하를 언제 받을지, 어느때 파손 되는지 알수가 없는 문제점이 있는 것이다.
또한, 노체는 고온, 고열, 소음, 분진 및 무색 ,무취의 가스 산재지역에 위치하고 있기 때문에 환경이 열악하여 점검자가
점검을 기피하고 있는 상황이므로 냉각반 손상발견은 주로 배수중의 가스 배출상태와 고온의 물을 육안으로 보고 판단하
고 있다.
이때, 점검결과 이상으로 판단되면 전단 냉각반의 냉각수를 차단시키고 급, 배수 라인(1f, 1e)을 취외시킨 다음 냉각수가
통입되지 않은 상태에서 가스검지기를 이용하여 용손 유,무를 두사람이 에어마스크(Air Mask)를 착용한 상태에서 용손된
냉각반을 찾기을 때 까지 둘째, 셋째 냉각반을 분리하여 검지를 하여야 하는 불편이 있고, 또 장시간 냉각수의 공급중단으
로 용손되지 않은 냉각반까지 재차 파손되는 문제점이 있으며, 또한 가스 중독사고가 발생했던 사례와 함께 냉각반이 용손
된 부위로 용광로 내부에서 고온의 열풍과 가스에 의한 안전재해 위험이 매우 높고 설비사고의 엄청난 피해가 예상된다.
이러한 현상 때문에 작업자는 점검개소의 점검을 기피하고 있는 실정이며 냉각반의 용손을 판단하기에 적중율이 미흡하고
용손 냉각반이 주기적으로 점검되지 않을 경우에는 손상이 많이 발생되어 배수라인(1e)으로 가스분출 또는 적열후에 발견
되는 경우가 많아 노내 침수로 인한 노황부조의 원인이 되기도 한다.
뿐만 아니라, 용광로 조업중 설비 노후화로 인하여 개,보수가 필요하다고 하는 척도는 용광로내의 내화물(연와)(5) 침식
정도로 가늠하고 있다. 그런데, 용광로 내의 연와 침식을 방지하기 위하여 통상 고급 주철로 제작된 스테이브(STAVE) 또
는 순동(99.9% 이상의 Cu) 재질로 제작된 냉각반(COOLING PLATE)(1)이 연와의 중간에 삽입되어 있고, 삽입된 냉각장
치에 냉각수를 통수시켜 냉각시킴으로 연와(5)의 침식을 방지하고 있기 때문에 용광로내의 사정에 의해 국부적인 열부하
로 인하여 냉각반의 핀홀(pinhole) 발생 등 냉각반의 용손이 발생되면 용광로내부에 냉각수가 침수되어 노열저하의 원인
이 되고 이로 인해 고로 냉입사고의 원인이 되는 등 많은 문제점이 있게 된다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
등록특허 10-0496567
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본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점들을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 용광로 로벽 보호를 위해 냉각반 선단부
에 1차적인 핀홀(pin hole) 발생시 용손 냉각반 조기 발견을 통해 부정형 내화물을 압입시킴으로써 노내 침수로 인한 노황
부조의 원인 및 설비사고를 예방하는데 그 목적이 있다.
발명의 구성 및 작용
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명인 고로의 노체 냉각반 긴급 질소 충전 장치는, 냉각반 급수라인 및 냉각반 배수라
인과 연결된 냉각수라인이 설치되고 질소투입라인 및 질소 배출라인과 연결된 질소라인이 설치된 냉각반과, 상기 냉각반
의 질소투입라인에 설치된 입구측 압력계 및 질소입구 자동밸브와, 상기 냉각반의 질소배출라인에 설치된 출구측 압력계
및 질소 출구 자동밸브와, 상기 질소투입라인과 연결되며 전단에 압축기 제어밸브가 설치된 내화물 압축기와, 상기 입구측
압력계 및 출구측 압력계의 압력차를 감지하여 질소입구 자동밸브, 질소출구자동밸브, 압축기제어밸브를 자동으로 제어하
는 제어부로 구성되어 있는것을 특징으로 한다.
이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 용광로 냉각반 사시도이고, 도 4는 본 발명의 용광로 냉각반 제어구성도이며, 도 5는 본 발명의 플로우도
이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명 장치는 냉각반 급수라인(1f) 및 냉각반 배수라인(1e)과 연결된 냉각수라인
(1x)이 설치되고 질소투입라인(2) 및 질소 배출라인(2g)과 연결된 질소라인(1y)이 설치된 냉각반(1)과, 상기 냉각반(1)의
질소투입라인(2)에 설치된 입구측 압력계(2b) 및 질소입구 자동밸브(2a)와, 상기 냉각반(1)의 질소배출라인(2g)에 설치된
출구측 압력계(2c) 및 질소 출구 자동밸브(2d)와, 상기 질소투입라인(2)과 연결되며 전단에 압축기 제어밸브(3a)가 설치
된 내화물 압축기(3)와, 상기 입구측 압력계(2b) 및 출구측 압력계(2c)의 압력차를 감지하여 질소 입구 자동 밸브(2a), 질
소출구자동밸브(2d), 압축기제어밸브(3a)를 자동으로 제어하는 제어부(4)로 구성된다.
또한, 상기 질소투입라인(2)에는 질소 입구 차단변(2e)이 설치되고, 상기 질소 배출라인(2g)에는 질소출구 차단변(2f)가
설치된다.
그리고, 상기 냉각반 급수라인(1f)에는 냉각수 급수 밸브(1a)가 설치되고, 상기 냉각반 배수라인(1e)에는 냉각수 배부 밸
브(1c)가 설치된다.
이때, 상기 냉각반(1)에 설치된 냉각수라인(1x)은 W자형이고 질소라인(1y)은 U자형으로 하여줌이 바람직하다.
이를 다시보면, 도 4에 도시한 바와 같이, 용광로 내화 벽돌 내부에 삽입된 냉각반(1)은 냉각수 라인이 "W" 유형으로 냉
각반을 통과하여 내화물(5)을 냉각하며, 전단 급수밸브(1a)와 후단 라인의 배수밸브(1c)로 구성되는 냉각부가 있고, 퍼지
라인은 냉각반 선단을 따라 "U"자 모양으로 통과하여 입구측 질소입구 자동밸브(2a)와 압력계(2b)와 출구측 자동밸브
(2d), 압력계(2c)로 구성되는 질소퍼지부와 연결되고 내화물 압축기(3) 전단에 압축기 제어밸브(3a)가 설치되는 압축부
및 이들의 구성을 원활하게 제어하는 제어부(4)로 구성된다.
이하 첨부된 도면에 의거 본발명의 작용을 상세하게 설명한다.
중앙운전실에 구비된 냉각반 용손검지장치 화면에서 시컨스를 선택하여 가동중 제어부(4)에 의해 질소투입라인(2)의 압
력을 질소입구 자동밸브(2a)에서 용광로 노내압(4kg/cm2)보다 높은 5kg/cm2수준으로 제어하여 입출구 압력계(2b,2c)의
압력편차가 1.0kg/cm이상 발생하면 내화물 압축기(3)가 기동된다.
동시에, 냉각반의 질소입구 차단변(2e)과 질소입구 자동밸브(2a)가 닫히고 압축기 제어밸브(3a)가 열려 내화물 압축기(3)
에 의해서 공급되는 내화물 압입재는 질소입구 자동밸브(2a)가 설치된 반대쪽으로 흘러 들어간 후 유자모양의 배관을 통
과하여 출구배관까지 공급된다.
이후, 질소출구 차단변(2f)과 질소출구 자동밸브(2d)가 닫히게 된다.
따라서, 냉각반(1)은 압입재에 의해 채워진 상태가 되므로 이상발생시 냉각수의 노내 침수가 억제된다.
한편, 내화물 압축기(3)의 압입량이 기설정된 양인 20kg이거나 압축기 기동 타임이 5분 이상이면 내화물 압축기(3)는 정
지되고 압입라인의 압축기 제어밸브(3a)가 닫히므로써 제어시스템이 종료되어 냉각반 파손에 의한 노내 침수를 조기에 예
방할 수 있게 된다.
발명의 효과
본 발명은 종래의 방법에 비해 다음과 같은 효과가 있다.
첫째: 냉각반에 광석 강하 또는 가스에 의한 국부적인 손상으로 핀홀이 발생하면 내화물 압축기의 원격 가동에의한 냉각
반 선단에 내화재 압입으로 냉각수가 노내 침수가 되는 것을 방지한다.
둘째: 냉각반 손상 발견은 배수중의 가스 배출 상태와 고온의 물을 육안으로 보고 점검자가 판단하여 두사람이 에어마스
크(Air Mask)를 착용하고 용손된 냉각반을 찾기 때문에 가스에 의한 안전재해 위험이 매우 많았으나 질소 퍼지라인의 압
력계에의한 용광로내부 풍압편차로 냉각반파손 여부를 자동으로 알 수 있다.
셋째: 기존의 냉각수라인 외에 하나의 질소퍼지라인을 더만들어 1차적으로 냉각반 선단부에 질소를 퍼지해주므로써 냉
각효과 상승과함께 냉각반 파손시 신속히 대처하므로써 용광로내부로의 냉각수 유입을 방지할 수 있다.
(57) 청구의 범위
청구항 1.
등록특허 10-0496567
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냉각반 급수라인(1f) 및 냉각반 배수라인(1e)과 연결된 냉각수라인(1x)이 설치되고 질소투입라인(2) 및 질소 배출라인
(2g)과 연결된 질소라인(1y)이 설치된 냉각반(1)과,
상기 냉각반(1)의 질소투입라인(2)에 설치된 입구측 압력계(2b) 및 질소입구 자동밸브(2a)와,
상기 냉각반(1)의 질소 배출라인(2g)에 설치된 출구측 압력계(2c) 및 질소 출구 자동밸브(2d)와,
상기 질소투입라인(2)과 연결되며 전단에 압축기 제어밸브(3a)가 설치된 내화물 압축기(3)와,
상기 입구측 압력계(2b) 및 출구측 압력계(2c)의 압력차를 감지하여 질소 입구 자동 밸브(2a), 질소출구자동밸브(2d), 압
축기제어밸브(3a)를 자동으로 제어하는 제어부(4)로 구성되어 있는것을 특징으로 하는 고로의 노체 냉각반 긴급 질소 충
전 장치.
청구항 2.
제1항에 있어서,
상기 질소투입라인(2)에는 질소 입구 차단변(2e)이 설치되고,
상기 질소 배출라인(2g)에는 질소출구 차단변(2f)가 설치된 것을 특징으로 하는 고로의 노체 냉각반 긴급 질소 충전 장
치.
청구항 3.
제1항에 있어서,
상기 냉각반 급수라인(1f)에는 냉각수 급수 밸브(1a)가 설치되고,
상기 냉각반 배수라인(1e)에는 냉각수 배부 밸브(1c)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고로의 노체 냉각반 긴급 질
소 충전 장치.
청구항 4.
제1항에 있어서,
상기 냉각반(1)에 설치된 냉각수라인(1x)은 W자형이고 질소라인(1y)은 U자형인 것을 특징으로 하는 고로의 노체 냉각
반 긴급 질소 충전 장치.
도면
등록특허 10-0496567
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도면1
도면2
등록특허 10-0496567
- 5 -
도면3
등록특허 10-0496567
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도면4
등록특허 10-0496567
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도면5
등록특허 10-0496567
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